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Descripción general

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ONTAP ha sido una solución de almacenamiento líder para entornos VMware vSphere durante más de dos décadas y continúa añadiendo funcionalidades innovadoras para simplificar la gestión al tiempo que reduce los costes.

Este documento trata las funcionalidades de ONTAP para VMware vSphere Virtual Volumes (vVols), incluida la información más reciente sobre el producto y los casos de uso, junto con las prácticas recomendadas y otra información para optimizar la puesta en marcha y reducir los errores.

Nota Esta documentación sustituye a los informes técnicos TR-4400 publicados previamente: VMware vSphere Virtual Volumes (vVols) con ONTAP

Las prácticas recomendadas complementan otros documentos, como guías y listas de compatibilidad. Se desarrollan según pruebas de laboratorio y una amplia experiencia de campo por parte de ingenieros y clientes de NetApp. Puede que no sean las únicas prácticas que funcionan o son compatibles, pero generalmente son las soluciones más simples que satisfacen las necesidades de la mayoría de los clientes.

Consejo Este documento se ha actualizado para incluir las nuevas funciones de vVols que se encuentran en vSphere 8,0 update 1 que son compatibles con la versión ONTAP tools 9,12.

Información general sobre Virtual Volumes (vVols)

NetApp comenzó trabajando con VMware para dar soporte a las API vSphere de Storage Awareness (VASA) para vSphere 5 en 2012. Este primer proveedor de VASA permitía definir las capacidades de almacenamiento en un perfil que podía utilizarse para filtrar almacenes de datos al aprovisionar y comprobar después el cumplimiento de la política. Con el tiempo, esta evolución evolucionó y se añadieron nuevas funcionalidades que permitían una mayor automatización en el aprovisionamiento, y nuevos volúmenes virtuales o vVols, donde se utilizan objetos de almacenamiento individuales para archivos de máquinas virtuales y discos virtuales. Estos objetos podrían ser LUN y archivos y ahora con vSphere 8. NVMe namespaces.NetApp trabajó estrechamente con VMware como partner de referencia de vVols lanzado con vSphere 6 en 2015 y de nuevo como partner de diseño de vVols utilizando NVMe over Fabrics en vSphere 8. NetApp sigue mejorando vVols para aprovechar las últimas funcionalidades de ONTAP.

Hay varios componentes a tener en cuenta:

Proveedor VASA

Este es el componente de software que gestiona la comunicación entre VMware vSphere y el sistema de almacenamiento. Para ONTAP, VASA Provider se ejecuta en un dispositivo conocido como herramientas de ONTAP para VMware vSphere (herramientas de ONTAP para abreviar). Las herramientas de ONTAP también incluyen un complemento para vCenter, un adaptador de replicación de almacenamiento (SRA) para el administrador de recuperación de sitio de VMware y un servidor API de REST para crear su propia automatización. Una vez que las herramientas de ONTAP se han configurado y registrado con vCenter, ya no es necesario interactuar directamente con el sistema ONTAP, ya que casi todas sus necesidades de almacenamiento pueden gestionarse desde la interfaz de usuario de vCenter o mediante la automatización de la API de REST.

Punto final del protocolo (PE)

El extremo de protocolo es un proxy para I/O entre los hosts ESXi y el almacén de datos vVols. El proveedor VASA de ONTAP crea estos automáticamente, ya sea un LUN de extremo de protocolo (4MB TB de tamaño) por volumen FlexVol del almacén de datos vVols, o un punto de montaje de NFS por interfaz NFS (LIF) en el nodo de almacenamiento que aloja un volumen FlexVol en el almacén de datos. El host ESXi monta estos extremos de protocolo de forma directa en lugar de LUN VVol individuales y archivos de disco virtual. No es necesario gestionar los extremos de protocolo, ya que el proveedor VASA los crea, monta, desmonta y elimina automáticamente, junto con los grupos de interfaces necesarios o las políticas de exportación.

Punto final de protocolo virtual (VPE)

Como novedad en vSphere 8, cuando se usa NVMe over Fabrics (NVMe-oF) con vVols, el concepto de extremo de protocolo ya no es relevante en ONTAP. En su lugar, el host ESXi crea una instancia de PE virtual automáticamente para cada grupo ANA en cuanto se enciende la primera máquina virtual. ONTAP crea automáticamente grupos ANA para cada volumen de FlexVol que usa el almacén de datos.

Otra ventaja de usar NVMe-oF para vVols es que no hay solicitudes de enlace requeridas del proveedor VASA. En su lugar, el host ESXi gestiona la funcionalidad de vinculación de VVol internamente según VPE. Esto reduce la posibilidad de que un enlace masivo de VVOL afecte al servicio.

Para obtener más información, consulte "NVMe y Virtual Volumes" encendido "vmware.com"

Almacén de datos de volumen virtual

El almacén de datos del volumen virtual es una representación lógica del almacén de datos de un contenedor de vVols que crea y mantiene un proveedor de VASA. El contenedor representa un pool de capacidad de almacenamiento aprovisionado a partir de los sistemas de almacenamiento gestionados por el proveedor VASA. Las herramientas de ONTAP admiten la asignación de varios volúmenes de FlexVol (conocidos como volúmenes de backup) a un único almacén de datos vVols, y estos almacenes de datos de vVols pueden abarcar varios nodos de un clúster de ONTAP, que combina sistemas flash e híbridos con distintas funcionalidades. El administrador puede crear nuevos volúmenes de FlexVol con el asistente de aprovisionamiento o la API DE REST, o bien seleccionar volúmenes de FlexVol creados previamente para respaldar el almacenamiento si están disponibles.

Volúmenes virtuales (vVols)

VVols son los archivos y discos de máquina virtual reales almacenados en el almacén de datos vVols. El uso del término VVol (singular) está haciendo referencia a un archivo, LUN o espacio de nombres específico. ONTAP crea espacios de nombres, LUN o archivos de NVMe según el protocolo que utiliza el almacén de datos. Existen varios tipos distintos de vVols; los más comunes son Config (archivos de metadatos), Data (disco virtual o VMDK) e Swap (creado cuando el equipo virtual está encendido). Los vVols protegidos por el cifrado de VM de VMware serán de otro tipo. El cifrado de equipos virtuales de VMware no se debe confundir con el cifrado de volúmenes de ONTAP o agregados.

Gestión basada en políticas

Las API de VMware vSphere para Storage Awareness (VASA) facilitan que un administrador de VM utilice cualquier capacidad de almacenamiento necesaria para aprovisionar máquinas virtuales sin tener que interactuar con su equipo de almacenamiento. Antes de VASA, los administradores de máquinas virtuales podían definir políticas de almacenamiento de máquinas virtuales, pero debían trabajar con sus administradores de almacenamiento para identificar los almacenes de datos adecuados, a menudo mediante la documentación o las convenciones de nomenclatura. Con VASA, los administradores de vCenter con los permisos adecuados pueden definir una serie de funcionalidades de almacenamiento que los usuarios de vCenter pueden usar luego para aprovisionar máquinas virtuales. La asignación entre la política de almacenamiento de las máquinas virtuales y el perfil de funcionalidades de almacenamiento de almacenes de datos permite a vCenter mostrar una lista de almacenes de datos compatibles para su selección, además de permitir que otras tecnologías, como Aria (antes conocida como vRealize) Automation o Tanzu Kubernetes Grid, seleccionen automáticamente el almacenamiento de una política asignada. Este enfoque se conoce como gestión basada en políticas de almacenamiento. Si bien las políticas y perfiles de la capacidad de almacenamiento también se pueden utilizar con almacenes de datos tradicionales, nuestro enfoque se centra en los almacenes de datos vVols.

Hay dos elementos:

Perfil de capacidad de almacenamiento (SCP)

Un perfil de funcionalidad de almacenamiento (SCP) es una forma de plantilla de almacenamiento que permite que el administrador de vCenter defina qué funciones de almacenamiento necesitan sin necesidad de comprender cómo gestionar esas funciones en ONTAP. Al adoptar el enfoque de estilo de plantilla, permite al administrador prestar servicios de almacenamiento de forma coherente y previsible. Las funcionalidades descritas en un SCP incluyen rendimiento, protocolo, eficiencia de almacenamiento y otras características. Las características específicas varían según la versión. Se crean mediante el menú de las herramientas de ONTAP para VMware vSphere dentro de la interfaz de usuario de vCenter. También puede utilizar las API REST para crear SCPs. Se pueden crear manualmente seleccionando funcionalidades individuales o se pueden generar automáticamente a partir de almacenes de datos existentes (tradicionales).

VM Storage Policy

Las políticas de almacenamiento de máquinas virtuales se crean en vCenter en Políticas y perfiles. Para vVols, cree un conjunto de reglas mediante reglas del proveedor de tipo de almacenamiento de NetApp vVols. Las herramientas de ONTAP proporcionan un enfoque simplificado al permitirle simplemente seleccionar un SCP en lugar de obligarlo a especificar reglas individuales.

Tal como se ha mencionado anteriormente, el uso de políticas puede ayudar a simplificar la tarea de aprovisionar un volumen. Solo tiene que seleccionar una política adecuada y el proveedor VASA mostrará los almacenes de datos de vVols compatibles con esa política y colocará el VVOL en un volumen FlexVol individual conforme a la normativa (figura 1).

Puesta en marcha de equipos virtuales mediante políticas de almacenamiento

Ponga en marcha equipos virtuales mediante la normativa de almacenamiento

Una vez que se aprovisiona una máquina virtual, el proveedor VASA seguirá comprobando el cumplimiento de normativas y alertará al administrador de máquinas virtuales con una alarma en vCenter cuando el volumen de respaldo ya no cumpla con la política (figura 2).

Cumplimiento de políticas de almacenamiento de máquinas virtuales

Cumplimiento de la política de almacenamiento de máquinas virtuales

Suppor de NetApp vVols

ONTAP ha admitido la especificación VASA desde su versión inicial en 2012. Aunque otros sistemas de almacenamiento de NetApp son compatibles con VASA, este documento se centra en las versiones compatibles actualmente de ONTAP 9.

ONTAP

Además de ONTAP 9 en los sistemas AFF, ASA y FAS, NetApp admite cargas de trabajo de VMware en ONTAP Select, Amazon FSx para NetApp con VMware Cloud en AWS, Azure NetApp Files con la solución de VMware Azure, Cloud Volumes Service con Google Cloud VMware Engine y el almacenamiento privado de NetApp en Equinix sin embargo, la funcionalidad específica puede variar según el proveedor de servicios y la conectividad de red disponible. También está disponible el acceso desde invitados de vSphere a los datos almacenados en dichas configuraciones, así como en Cloud Volumes ONTAP.

En el momento de la publicación, los entornos de los proveedores a hiperescala se limitan solo a los almacenes de datos NFS v3 tradicionales, por lo tanto, los vVols solo están disponibles con sistemas ONTAP en las instalaciones o sistemas conectados al cloud que ofrecen la funcionalidad completa de sistemas en las instalaciones como los alojados por partners de NetApp y proveedores de servicios de todo el mundo.

Para obtener más información sobre ONTAP, consulte "Documentación de productos de ONTAP"

Para obtener más información acerca de las prácticas recomendadas para ONTAP y VMware vSphere, consulte "CONSULTE TR-4597"

Ventajas del uso de vVols con ONTAP

Cuando VMware introdujo la compatibilidad de vVols con VASA 2,0 en 2015, lo describió como «un marco de integración y gestión que ofrece un nuevo modelo operativo para almacenamiento externo (SAN/NAS)». Este modelo operativo ofrece varios beneficios junto con el almacenamiento de ONTAP.

Gestión basada en políticas

Tal como se explica en la sección 1,2, la gestión basada en políticas permite aprovisionar máquinas virtuales y gestionarse posteriormente usando políticas predefinidas. Esto puede ayudar a las operaciones DE TI DE varias maneras:

  • * Aumentar velocidad.* Las herramientas ONTAP eliminan la necesidad de que el administrador de vCenter abra tickets con el equipo de almacenamiento para las actividades de aprovisionamiento de almacenamiento. Sin embargo, las funciones de RBAC de las herramientas de ONTAP en vCenter y en el sistema de ONTAP aún permiten equipos independientes (como equipos de almacenamiento) o actividades independientes del mismo equipo restringiendo el acceso a funciones específicas si se desea.

  • * Provisionamiento más inteligente. * Las capacidades del sistema de almacenamiento se pueden exponer a través de las API de VASA, lo que permite que los flujos de trabajo de aprovisionamiento aprovechen las capacidades avanzadas sin que el administrador de VM tenga que entender cómo administrar el sistema de almacenamiento.

  • * Provisionamiento más rápido.* Se pueden admitir diferentes capacidades de almacenamiento en un único almacén de datos y seleccionarlas automáticamente según sea apropiado para una VM basada en la política de VM.

  • Evite errores. Las políticas de almacenamiento y VM se desarrollan con anticipación y se aplican según sea necesario sin tener que personalizar el almacenamiento cada vez que se aprovisiona una VM. Las alarmas de cumplimiento de normativas se generan cuando las funcionalidades de almacenamiento van más allá de las políticas definidas. Como se ha mencionado anteriormente, los SCPs hacen que el aprovisionamiento inicial sea predecible y repetible, mientras que basar las políticas de almacenamiento de los equipos virtuales en los SCPs garantiza una ubicación precisa.

  • * Mejor gestión de la capacidad.* Las herramientas VASA y ONTAP permiten ver la capacidad de almacenamiento hasta el nivel agregado induvial si es necesario y proporcionar múltiples capas de alerta en el caso de que la capacidad comience a agotarse.

Gestión granular de máquinas virtuales en el SAN moderno

Los sistemas de ALMACENAMIENTO SAN que utilizan Fibre Channel e iSCSI fueron los primeros en admitir VMware para ESX, pero no han podido gestionar archivos y discos de máquina virtual individuales desde el sistema de almacenamiento. En su lugar, se aprovisionan los LUN y VMFS gestiona los archivos individuales. Esto hace que sea difícil para el sistema de almacenamiento gestionar directamente el rendimiento, clonación y protección del almacenamiento de equipos virtuales individuales. VVols ofrece la granularidad del almacenamiento de la que los clientes que utilizan almacenamiento NFS ya disfrutan con las funciones SAN sólidas y de alto rendimiento de ONTAP.

Ahora, con las herramientas vSphere 8 y ONTAP para VMware vSphere 9,12 y versiones posteriores, esos mismos controles granulares que utilizan vVols para los protocolos heredados basados en SCSI están ahora disponibles en la SAN Fibre Channel moderna que utiliza NVMe over Fabrics para obtener un rendimiento aún mayor a escala. Con la actualización 1 de vSphere 8,0, ahora es posible implementar una solución NVMe integral completa usando vVols sin ninguna traducción de I/O en la pila de almacenamiento del hipervisor.

Mayor capacidad de descarga de soluciones de almacenamiento

Si bien VAAI ofrece varias operaciones que se descargan en el almacenamiento, existen algunas lagunas que se solucionan por el proveedor VASA. VAAI de SAN no puede descargar las snapshots gestionadas de VMware en el sistema de almacenamiento. VAAI de NFS puede descargar las copias Snapshot gestionadas por máquinas virtuales, pero existen limitaciones para colocar una máquina virtual con copias Snapshot de almacenamiento nativas. Dado que los vVols utilizan LUN, espacios de nombres o archivos individuales para discos de máquinas virtuales, ONTAP puede clonar de forma rápida y eficiente los archivos o LUN para crear copias Snapshot granulares de máquina virtual que ya no requieren archivos delta. VAAI de NFS tampoco admite operaciones de descarga de copias para migraciones activas de Storage vMotion (activadas). La máquina virtual debe apagarse para permitir la descarga de la migración cuando utilice VAAI con almacenes de datos NFS tradicionales. El proveedor VASA en las herramientas de ONTAP permite clones casi instantáneos con un uso eficiente del almacenamiento para migraciones activas e inactivas, y también admite copias casi instantáneas para migraciones entre volúmenes de vVols. Gracias a estas importantes ventajas en términos de eficiencia del almacenamiento, puede que pueda aprovechar al máximo las cargas de trabajo vVols de la "Garantía de eficiencia" programa. De la misma manera, si los clones entre volúmenes que utilizan VAAI no cumplen sus requisitos, probablemente podrá solucionar su reto empresarial gracias a las mejoras en la experiencia de copia con vVols.

Casos de uso comunes para vVols

Además de estos beneficios, también se observan estos casos de uso comunes para el almacenamiento de VVOL:

  • Provisionamiento bajo demanda de VMs

    • Cloud privado o IaaS de proveedor de servicios.

    • Aproveche la automatización y la orquestación mediante la suite Aria (anteriormente vRealize), OpenStack, etc.

  • Discos de primera clase (FCDs)

    • Volúmenes persistentes de VMware Tanzu Kubernetes Grid [TKG].

    • Proporcione servicios similares a los de Amazon EBS mediante la gestión independiente del ciclo de vida de VMDK.

  • Provisionamiento bajo demanda de VMs temporales

    • Laboratorios de prueba/desarrollo

    • Entornos de formación

Beneficios comunes con vVols

Cuando se utiliza a su máximo beneficio, como en los casos de uso anteriores, vVols proporciona las siguientes mejoras específicas:

  • Los clones se crean rápidamente en un solo volumen, o entre varios volúmenes de un clúster de ONTAP, lo cual es una ventaja en comparación con los clones tradicionales con VAAI habilitada. Además, hacen un almacenamiento eficiente. Los clones dentro de un volumen utilizan el clon de archivos de ONTAP, que es como volúmenes FlexClone y solo almacenan cambios del archivo VVol/LUN/espacio de nombres de origen. Con el fin de que los equipos virtuales a largo plazo para la producción u otras aplicaciones se creen con rapidez, ocupan un espacio mínimo y pueden beneficiarse de la protección a nivel de equipo virtual (con el complemento SnapCenter de NetApp para VMware vSphere, copias Snapshot gestionadas de VMware o backup VADP) y gestión del rendimiento (con la calidad de servicio de ONTAP).

  • Los vVols son la tecnología de almacenamiento ideal cuando se utiliza TKG con vSphere CSI, lo que proporciona capacidades y clases de almacenamiento discretas gestionadas por el administrador de vCenter.

  • Los servicios similares a Amazon EBS se pueden entregar a través de FCDs porque un VMDK FCD, como su nombre indica, es un ciudadano de primera clase en vSphere y tiene un ciclo de vida que se puede administrar de forma independiente, independientemente de las VM a las que pueda estar conectado.